Композиты с лунной пылью могут использоваться для строительства на Луне

Главный враг всех лунных экспедиций - токсичная и прилипчивая лунная пыль. Юджин Сернан, командир "Аполлона-17" и последний человек, стоявший на поверхности Луны, писал: было много всяких трудностей, их преодолевали. Единственное, чего он не понимает, это как в будущем можно будет избежать влияния лунной пыли. Если человечеству когда-нибудь удастся построить лунную базу, то она явно будет полностью облеплена пылью. Но сегодня ученые придумали, как превратить проблему в решение.

В чем опасность лунной пыли? Специалисты говорят: она мелкая, как порошок, но режет не хуже стекла. Так, попадая в организм, эти частички могут оказываться в клетках, разрушая их или вызывая значительные изменения ДНК. Во всяком случае, именно такой эффект наблюдали ученые, подвергнув воздействию искусственно созданной лунной пыли выращенные в лаборатории мышиные и человеческие клетки.

Пыль имеет структуру "ежика": крошечные крупинки очень острые, с зазубринами. И они намертво "вгрызаются" в скафандры, внешние поверхности космических аппаратов, приборы и устройства. Могут вызывать отказы. Дело еще в том, что при прилунении мощные двигатели посадочных модулей поднимают облака пыли и обломков, которые способны повредить оборудование вокруг. Во времена миссий "Аполлонов" посадки были кратковременными и эта проблема не казалась столь серьезной. Однако теперь, когда разные страны нацелились на создание постоянных баз, понимание физики лунных выбросов стало критически важным.

Так вот команда исследователей из Университета Райса предложила изменить саму парадигму восприятия лунной пыли. В экспериментах ученые использовали ее "симулянт": земную по химическому составу копию замешали в матрицу волокнисто-армированного полимерного композита. Эти материалы уже широко применяются в аэрокосмической отрасли благодаря своей легкости и высокой прочности. Результат оказался впечатляющим. Как выяснилось, та самая раздражающая абразивность лунной пыли делает космический стройматериал почти неуязвимым: режущие края частичек создают прочные механические "замки" внутри полимера на микроуровне. Они намертво сцепляются с матрицей, берут на себя часть нагрузки и не дают микротрещинам распространяться. Прочность, ударная вязкость и устойчивость к повреждениям увеличились на 30-40 процентов!

Практическое значение исследования выходит далеко за пределы лаборатории. Композиты с подобной супердобавкой могут использоваться для строительства жилых модулей, защитных сооружений и других элементов инфраструктуры, необходимых для длительного пребывания человека на Луне. Такой подход серьезно снижает и зависимость от доставки материалов с Земли, что является одной из главных проблем космических миссий. Использование того, что "пылит" буквально под ногами, может существенно повысить эффективность и устойчивость лунных экспедиций. Как говорится, достаточно будет доставить на Луну бочки с жидкими полимерами и мотки полимерного волокна - и строй не хочу. Исследование опубликовано в журнале Advanced Engineering Materials.